CN207649797U - 一般压力表远传装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种一般压力表远传装置，至少包括一机械结构；所述机械结构包括观察窗、壳体、线路板、光源、导光柱、光敏元件；所述观察窗用于观察一般压力表的扇形分划度盘，连接于壳体，与一般压力表的扇形分划度盘的刻度区域相对应；线路板设置于壳体内，线路板的中间区域设有光源；导光柱位于线路板下方，导光柱包括成对设置的入射导光柱和反射导光柱；入射导光柱一端对准光源，另一端向下向外侧斜向设置，反射导光柱斜向设置，一端用于接收反射光线，另一端向上向外侧对准线路板上的光敏元件；根据一般压力表的扇形分划度盘相应设定多个分划线，每个分划线上对应一个导光柱和一个光敏元件。本实用新型具备远传能力，减轻抄表的负担。

Description

一般压力表远传装置

技术领域

本实用新型涉及压力表技术领域，尤其是一种一般压力表远传装置。

背景技术

一般压力表是指以弹簧管为弹性敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表。它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气、火力发电、石油化工等行业中，压力表的应用随处可见。

一般压力表通过表内的敏感元件（弹性元件）的弹性变形，再通过表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。在工业过程控制与技术测量过程中，按照压力测量的指示类型，可以分为一般压力表（弹性元件式指针式）、数字式压力表（可带传输接口）、远传压力表和压力变送器等。由于一般压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便、价格低廉等特性，使得一般压力表得到越来越广泛的应用。

数字式压力表（带传输接口）、远传压力表和压力变送器具备远传功能。数字式压力表和压力变送器由于其使用条件苛刻以及价格昂贵，仅用于精密控制或压力测量精度要求高等特殊场合；而远传压力表依据JB/T10203《远传压力表》行业标准，将远传压力表分为差动式远传压力表和电位器式远传压力表。差动式远传压力表由弹性元件、差动变压器和变送器等组成，其价格也较为昂贵；电位器式远传压力表由弹性元件、滑线电阻式发送器等所组成，价格相对低廉，但与一般压力表比较其价格要昂贵得多。由于滑线电阻容易产生火花和磨损导致接触不良，其应用范围现对较窄。

由于一般压力表不具备远传功能，且安装位置紧贴设备，这对抄表工作带来很大的不便；如果更换成远传压力表，由于使用场合环境条件较为恶劣，压力波动大，易造成压力表的损坏，成本高承受不起。现行国家计量检定规程JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》中，将压力表的检定周期定为不超过半年。多数企业为了生产安全采用了双表安装比对抄表或三个月全部更新的做法。

发明内容

为了使得一般压力表具备远传能力，降低成本，达到实时监控的目的，同时减轻抄表的负担，本实用新型提供一种一般压力表远传装置。本实用新型采用的技术方案是：

一种一般压力表远传装置，至少包括一机械结构；

所述机械结构包括观察窗、壳体、线路板、光源、导光柱、光敏元件；

所述观察窗用于观察一般压力表的扇形分划度盘，连接于壳体，与一般压力表的扇形分划度盘的刻度区域相对应；

线路板设置于壳体内，线路板的中间区域设有光源；

导光柱位于线路板下方，导光柱包括成对设置的入射导光柱和反射导光柱；入射导光柱一端对准光源，另一端向下向外侧斜向设置，反射导光柱斜向设置，一端用于接收反射光线，另一端向上向外侧对准线路板上的光敏元件；

根据一般压力表的扇形分划度盘相应设定多个分划线，每个分划线上对应一个导光柱和一个光敏元件。

进一步地，光敏元件分别在第一半径和第二半径两个圆弧线与分划线的交点上分别交叉安装；所述第一半径与第二半径不同。

进一步地，观察窗除了顶部区域为实心非透明材料，其余部分透明，在顶部区域的顶点处设有顶点观察小窗。

进一步地，在观察窗的外围不同位置设有数个用于标定的箭头。

进一步地，壳体采用套筒式结构。

进一步地，壳体的侧面设有固定螺丝和偏心垫块，通过多个固定螺丝和偏心垫块能够将所述远传装置固定在一般压力表的外圈上；偏心垫块用于调节远传装置内底面与压力表度盘两个面的平行度。

进一步地，壳体上设有数码显示窗、压力单位指示。

进一步地，所述的一般压力表远传装置，还包括电路部分；

电路部分包括：光源及光电接收电路、信号整理电路、多路电子开关、CPU处理器、电源、键盘和显示器、存储器、变送器电路；

光源及光电接收电路连接信号整理电路，信号整理电路连接多路电子开关，多路电子开关连接CPU处理器；

电源用于给电路部分供电；

CPU处理器连接键盘和显示器、存储器和变送器电路。

进一步地，光源及光电接收电路提供光源，并将光敏元件是否接收到反射光线的状态发送给信号整理电路，信号整理电路相应产生高低电平信号，经多路电子开关在CPU处理器开关选择信号的控制下，逐个对每个光敏元件的状态按顺序进行循环采集，采集信号经CPU处理器处理，计算出的一般压力表指针的位置信息，调取存储器中位置编号对应的压力值；一方面通过键盘和显示器在数码显示窗显示压力值，在压力单位指示显示压力值的单位；另一方面通过变送器电路将压力值转换为远传电流信号，实现远传功能。

本实用新型的优点：本实用新型为一套具有识别和显示压力表指针指示值和信号传输的附加装置，其特点是不改变一般压力表的结构形式，通过套筒式结构固定在压力表表盘上，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图。

图2为本实用新型的俯视角度示意图。

图3为本实用新型的电原理图。

图4为本实用新型的光敏元件安装位置示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一般压力表远传装置，包括机械结构和电路部分；

一，机械结构和电路部分；

图1中，机械结构包括：观察窗2、壳体3、线路板4、光源5、导光柱6、光敏元件7、固定螺丝12、偏心垫块13、数码显示窗14、压力单位指示15；

所述观察窗2用于观察一般压力表的扇形分划度盘，连接于壳体3，与一般压力表的扇形分划度盘的刻度区域相对应；

线路板4设置于壳体3内，线路板4的中间区域设有光源5；

导光柱6位于线路板4下方，导光柱6包括成对设置的入射导光柱61和反射导光柱62；入射导光柱61一端对准光源5，另一端向下向外侧斜向设置，反射导光柱62斜向设置，一端用于接收反射光线，另一端向上向外侧对准线路板4上的光敏元件7；

根据一般压力表的扇形分划度盘相应设定多个分划线，每个分划线上对应一个导光柱6和一个光敏元件7。此处设定分划线实际上是指等分位置，并不是一条物理上的线；

观察窗2除了顶部区域201为实心非透明材料，其余部分透明，在顶部区域201的顶点处设有顶点观察小窗202。观察窗2的实心非透明材料用于连接壳体；

在观察窗2的外围三个不同位置设有用于标定的箭头203。

数码显示窗14、压力单位指示15设置在壳体3上。

图3中，电路部分包括：光源及光电接收电路16、信号整理电路17、多路电子开关18、CPU处理器19、电源20、键盘和显示器21、存储器22、变送器电路23；

光源及光电接收电路16连接信号整理电路17，信号整理电路17连接多路电子开关18，多路电子开关18连接CPU处理器19；电源20用于给电路部分供电；CPU处理器19连接键盘和显示器21、存储器22和变送器电路23。

二、工作原理；

目前，我国压力表的压力范围、表盘尺寸、度盘分划均依据JB/T 9253-1999《工业自动化仪表标度的一般规定》和JB/T 5528-2005《压力表标度和分划》标准生产，即一般压力表1均采用扇形分划度盘，扇形角度一般为270º，本“远传装置”以使用面大量广的1.6级、表壳公称直径为100mm、压力范围以6为基数的压力表（如0～0.6；0～6；0～60等）为例，在270º扇形角度范围内，依据JB/T 5528-2005标准，分划数为30个分度（分划线），一般压力表1指针9长度一般为（37～38）mm。在本“远传装置”中，在光源及光电接收电路16的驱动下，在无黑色指针9遮挡时，光源5经入射导光柱61透过压力表的表盘玻璃8在度盘10上形成入射点，入射光线在度盘10白色油漆表面形成反射光线，反射光线经压力表1的表盘玻璃8至反射导光柱62照射至光敏元件7，经过信号整理电路17后该路呈现“0”低电平状态；当有黑色指针9遮挡时，光源5经入射导光柱6在指针9上形成入射点，一方面由于指针9表面为黑色油漆光线被吸收，另一方面指针9在安装时与度盘10的间距控制在2mm左右，经指针9反射的光线因路径偏离不能投射（或少量投射）到反射导光柱62上，故光敏元件7接收不到反射光（或接收到微弱的反射光，但与前述相比可以忽略），经过信号整理电路17后该路呈现“1”高电平状态。

为了提高采集指针9位置的分辨力，确保采集压力值与指针9指向压力值的一致性，本“远传装置”在每个分划线内再等分5个小分划线，即在270º扇形角度范围内分划了150条分划线（即30×5=150），每个分划线上对应一个导光柱6和光敏元件7。

根据压力表指针的实际尺寸，在指针9上形成入射点的位置（即非针尖，近指针中部）其宽度一般在1.5mm～1.8mm之间，按照150条分划线计算，可能有2至3个相邻光敏元件7被指针遮挡而至信号整理17后该几路同时呈现“1”高电平状态。

鉴于目前光敏器件组合件价格较高，定制有一定难度，不利于推广，故本“远传装置”采用了贴片式PT0805光敏三级管，其封装尺寸为2mm（长）×1.25mm（宽）×0.8mm（高）。为了安装分别取半径为25mm和27mm的圆弧线作为光源5经导光柱6在压力表度盘10上的入射点，光敏元件7分别在半径27mm（25mm入射点）和29mm（27mm入射点）两个圆弧线与分划线的交点上分别交叉安装（见图3光敏元件安装示意图），这样两个弧线上光敏元件的安装间距分别为1.7mm和1.8mm，满足贴片式光敏三级管的安装要求。每个光敏元件7均按顺序进行位置编号，与存储器22相应的存储地址对应，即在存储器22中建立了光敏元件位置编号与压力值的对应关系。

光源及光电接收电路16提供光源5，并将光敏元件7对应于是否接收到反射光线的状态发送给信号整理电路17，信号整理电路17相应产生高低电平信号，经多路电子开关18在CPU处理器19开关选择信号的控制下，逐个对每个光敏元件7的状态按顺序进行循环采集，采集信号经CPU处理器19处理，计算出指针9的位置信息（位置编号），调取存储器22中位置编号对应的压力值；一方面通过键盘和显示器21在数码显示窗14显示压力值，在压力单位指示15显示压力值的单位；另一方面通过变送器电路23将压力值转换为远传电流信号，实现远传功能。

三，安装和调试；

3.1安装；

考虑到压力表的更换频次，故本“远传装置”采用了套筒式结构，不改变压力表1的外形，不拆卸压力表1，直接将“远传装置”套在压力表1的外壳上，将“远传装置”最上的箭头与压力表度盘10最上端的分划线对齐（通过顶点观察小窗202观测），通过3个固定螺丝12和偏心垫块13将“远传装置”牢固地扣在压力表的外圈11上。通过固定螺丝12可以调节“远传装置”的中心与压力表度盘10的中心重合，通过调节偏心垫片13可以调节“远传装置”内底面（光源入射和反射面）与压力表度盘10两个面的平行度，同时紧紧贴着压力表的外圈11确保安装牢固。

3.2调试；

由于压力表1除了零点一个分度外（指针紧靠滞销，该分度压缩），其余分度均为均分，且在安装时“远传装置”的顶点已与压力表度盘10最上端的分划线对齐，故在线调试极为方便。

Claims (9)

1.一种一般压力表远传装置，其特征在于，至少包括一机械结构；

所述机械结构包括观察窗(2)、壳体(3)、线路板(4)、光源(5)、导光柱(6)、光敏元件(7)；

所述观察窗(2)用于观察一般压力表的扇形分划度盘，连接于壳体(3)，与一般压力表的扇形分划度盘的刻度区域相对应；

线路板(4)设置于壳体(3)内，线路板(4)的中间区域设有光源(5)；

导光柱(6)位于线路板(4)下方，导光柱(6)包括成对设置的入射导光柱(61)和反射导光柱(62)；入射导光柱(61)一端对准光源(5)，另一端向下向外侧斜向设置，反射导光柱(62)斜向设置，一端用于接收反射光线，另一端向上向外侧对准线路板(4)上的光敏元件(7)；

根据一般压力表的扇形分划度盘相应设定多个分划线，每个分划线上对应一个导光柱(6)和一个光敏元件(7)。

2.如权利要求1所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

光敏元件(7)分别在第一半径和第二半径两个圆弧线与分划线的交点上分别交叉安装；所述第一半径与第二半径不同。

3.如权利要求1所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

观察窗(2)除了顶部区域(201)为实心非透明材料，其余部分透明，在顶部区域(201)的顶点处设有顶点观察小窗(202)。

4.如权利要求1所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

在观察窗(2)的外围不同位置设有数个用于标定的箭头(203)。

5.如权利要求1所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

壳体(3)采用套筒式结构。

6.如权利要求5所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

壳体(3)的侧面设有固定螺丝(12)和偏心垫块(13)，通过多个固定螺丝(12)和偏心垫块(13)能够将所述远传装置固定在一般压力表的外圈上；偏心垫块(13)用于调节远传装置内底面与压力表度盘(10)两个面的平行度。

7.如权利要求1所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

壳体(3)上设有数码显示窗(14)、压力单位指示(15)。

8.如权利要求1～7中任一项所述的一般压力表远传装置，其特征在于，还包括电路部分；

电路部分包括：光源及光电接收电路(16)、信号整理电路(17)、多路电子开关(18)、CPU处理器(19)、电源(20)、键盘和显示器(21)、存储器(22)、变送器电路(23)；

光源及光电接收电路(16)连接信号整理电路(17)，信号整理电路(17)连接多路电子开关(18)，多路电子开关(18)连接CPU处理器(19)；

电源(20)用于给电路部分供电；

CPU处理器(19)连接键盘和显示器(21)、存储器(22)和变送器电路(23)。

9.如权利要求8所述的一般压力表远传装置，其特征在于，

光源及光电接收电路(16)提供光源(5)，并将光敏元件(7)是否接收到反射光线的状态发送给信号整理电路(17)，信号整理电路(17)相应产生高低电平信号，经多路电子开关(18)在CPU处理器(19)开关选择信号的控制下，逐个对每个光敏元件(7)的状态按顺序进行循环采集，采集信号经CPU处理器(19)处理，计算出的一般压力表指针(9)的位置信息，调取存储器(22)中位置编号对应的压力值；一方面通过键盘和显示器(21)在数码显示窗(14)显示压力值，在压力单位指示(15)显示压力值的单位；另一方面通过变送器电路(23)将压力值转换为远传电流信号，实现远传功能。